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Atomic layer fluorination of highly oriented pyrolytic graphite using hyperthermal atomic fluorine beam

超熱原子状フッ素ビームを用いた高配向熱分解形成グラファイトの原子層フッ化

田川 雅人*; 横田 久美子*; 前田 健一*; 吉越 章隆 ; 寺岡 有殿

Tagawa, Masahito*; Yokota, Kumiko*; Maeda, Kenichi*; Yoshigoe, Akitaka; Teraoka, Yuden

超熱(運動エネルギー10eV)フッ素原子ビームと高配向熱分解形成グラファイト(HOPG)との反応が研究された。原子状フッ素を暴露したHOPG表面の放射光光電子分光による分析で、フッ化反応がHOPG(0001)最表面に限られることがわかった。これは10eVの運動エネルギーがグラファイト層を貫通するのに不十分であるが、C-C結合を切ってCFやCF$$_{2}$$基を形成するには十分であることが原因である。この実験によって10eV領域の超熱エネルギーは炭素系物質の最表面を無損傷で改質するのに有利であることが示された。

Hyperthermal (kinetic energy of 10 eV) fluorine atom beam interaction with highly oriented pyrolytic graphite (HOPG) was studied. Surface analytical results of atomic fluorine-exposed HOPG using synchrotron radiation photoelectron spectroscopy showed that the fluorine reaction was limited at the topmost HOPG(0001) layer. This is due to the fact that the kinetic energy of 10 eV is not sufficient to penetrate graphite layer but is enough for breaking C-C bonds and forms CF and CF$$_{2}$$ functional groups through the beam-induced fluorination reactions. It was demonstrated that the use of hyperthermal energy in the range of 10 eV is advantageous for damage-free modification of the topmost surface of carbon-based materials.

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パーセンタイル:14.10

分野:Physics, Applied

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